流体搅拌是化工工业过程中重要的单元操作,在要求传热面较大、工作介质为高粘体系或某些气液两相体系等工业过程中,多层桨搅拌槽被广泛应用。目前有关多层桨搅拌槽流场的文献集中于多层径向流搅拌桨,对多层轴向流流场研究的报导相对较少。CBY桨是轴流型搅拌桨,已成功应用于溶液聚合、催化剂制取等工业。本文采用PIV技术对双层CBY桨搅拌槽内的流场结构进行深入研究,为搅拌槽的应用、设计和优化提供参考。在直径为0.476m的搅拌槽内,对桨叶直径为0.4T的双层CBY桨产生的流场进行了研究,得到了流体的平均速度和湍流动能分布,并分析了两桨之间层间距(C2)、下层桨离底高度(C1)、上层桨浸没深度(C3)和雷诺数对流场的影响。实验结果表明,双层CBY桨搅拌槽内存在临界层间距C2=0.65T,小于该值时槽内可形成整体的轴向循环流动,否则槽内将产生分区流动现象。浸没深度对桨叶排出流区域的速度影响很小。降低下层桨的离底高度能加强下层桨的径向流动,并增大上层桨叶轮区和循环区流体的轴向流动。本文的研究结果对CBY搅拌槽的设计和优化具有一定的指导意义。